人胎盘超微结构研究进展

孙晓燕

(成都市妇女儿童中心医院，四川 成都　610091)



人胎盘超微结构研究进展

孙晓燕

(成都市妇女儿童中心医院，四川 成都610091)

摘要胎盘是胎儿和母体进行物质交换的重要结构。在妊娠的任何阶段，胎盘的形态功能的变化都不同程度地影响胎儿，本文将生理和各种病理妊娠的胎盘超微结构进行综述。

关键词：胎盘；超微结构；绒毛

胎盘(Placenta)是由丛密绒毛膜和底蜕膜紧密结合而构成的一个圆盘状结构，前者为胎盘的子体部，后者为胎盘的母体部。胎盘是胎儿和母体进行物质交换的重要结构，同时还具有重要的内分泌和屏障功能。胎盘作为联系母体与胎儿的器官在妊娠过程中发挥重要作用。在妊娠的任何阶段，胎盘的形态功能的变化都不同程度地影响胎儿。关于胎盘的超微结构研究已有较多报道[1-3]。

超微结构(Ultrastructure)又称为亚显微结构。指在普通光学显微镜下观察不能分辨清楚，但在电子显微镜下能观测到的细胞内各种微细结构，如各种细胞器。细胞器是细胞的功能单位，其内含有生物氧化磷酸化有关的三羧酸循环、电子传递和营养物质的合成及分解代谢等所需要的酶类，也是细胞内生物氧化磷酸化和新陈代谢的重要场所。核糖体是细胞内蛋白质合成的场所，内质网的存在大大增加了细胞内膜的表面积，为多种酶，特别是多酶体系提供了大面积的结合位点，参与蛋白质的合成与转运、蛋白质的加工、脂类代谢、糖类代谢和解毒作用。线粒体是细胞呼吸代谢和能源供应站，与细胞的生命活动有非常密切的关系，同时对各种损伤因素也极为敏感，受损的线粒体将减少甚至不能合成细胞维持正常功能所需的ATP，使细胞代谢功能受到影响。所以其结构、功能的正常对维持细胞正常生理功能十分重要。对于胎盘细胞更是如此，尤其是合体滋养细胞。合体滋养细胞微绒毛的主要功能之一是增加细胞与外界物质交换的面积。而微绒毛数量的减少不利于胎儿从母血中摄取营养物及排出体内的代谢物，继而影响胎儿的正常生长。现将生理和各种病理妊娠的胎盘超微结构总结如下。

1胎盘的形态结构、血液循环、生理功能

1.1胎盘的形态结构

胎盘呈圆盘状，中央略厚，边缘略薄。足月胎儿的胎盘直径约15～20 cm，平均厚约2.5 cm。胎盘的胎儿面光滑，表面覆盖羊膜，脐带附着于中央或偏中央，少数附着于边缘。透过羊膜可见脐血管的分支由脐带附着处向四周呈辐射状走行。胎盘的母体面粗糙，是剥离后的底蜕膜，可见由不规则的浅沟分隔成的15～30胎盘小叶。在胎盘的垂直断面上可见，胎盘由三层结构构成：胎儿面为绒毛膜板，母体面为滋养层壳和蜕膜构成的基板，中层为绒毛和绒毛间隙，间隙中流动着母体血液。

1.2胎盘的血液循环和胎盘膜

胎盘内由母体和子体两套血液循环通路：母体血循环通路起自子宫动脉的分支，经螺旋动脉、绒毛间隙的血池最终汇入子宫静脉；胎儿血循环通路起自脐动脉，经绒毛内毛细血管最终汇入脐静脉。在胎盘小叶内，绒毛毛细血管流动着胎儿的血液，绒毛间隙中流动着母体的血液，两种血液之间只隔了一层很薄的结构，这就是胎盘膜(Placental membrane)。胎儿血液和母体血液之间可以通过这层胎盘膜进行物质交换。胎盘膜是一选择性透过膜，营养物质、代谢废物、抗体蛋白等可以定向通过，有些大分子物质、特别是有害物质、细菌、血细胞等一般不能通过。因此，胎盘膜又称胎盘屏障(Placantal barrier)。胎盘膜由绒毛内毛细血管内皮及基膜、滋养层上皮及基膜和两基膜之间的少量结缔组织构成。其中，合体滋养层较厚，胞质嗜碱性，内含比较丰富的游离核糖体、粗面内质网、滑面内质网，高尔基复合体也比较发达，还含有比较多的溶酶体、吞噬体和吞饮小泡，说明合体滋养层细胞代谢旺盛并有着活跃的合成和转运功能。细胞滋养层细胞含有比较丰富的游离核糖体和线粒体，其他细胞器均不发达。

1.3胎盘的生理功能

胎盘具有物质交换、防卫屏障和内分泌等重要生理功能。

1.3.1物质交换和防卫屏障功能

妊娠期间，胎儿生长发育所需要的氧气、营养物质都来自母体，胎儿代谢所产生的CO2等废物也通过母体排出。这一摄取和排出的过程必须通过胎盘的物质交换作用才能实现。随着胎龄的增长，胎盘膜逐渐变薄，物质交换的功能也越来越强，至妊娠末期，胎盘膜只由合体滋养层、毛细血管内皮和两者之间的基膜构成，厚度不到20 μm。多数细菌和其他致病微生物不能通过胎盘膜，所以胎盘是胎儿的一道重要的防卫屏障。但是，有些细菌和病毒可以通过胎盘屏障而感染胎儿。例如风疹病毒就可感染胚胎而引起胎儿发育畸形，梅毒螺旋体可破坏胎膜而侵害胎儿，引起胎儿先天性梅毒。

1.3.2内分泌功能

胎盘是胎儿和母体共有的一个内分泌器官，可分泌多种激素，这对妊娠的正常进行和胎儿的生长发育有着不可替代的重要作用。人绒毛膜促性腺激素(Human chorionic gonadotropin，HCG)是合体滋养层合成和分泌的一种糖蛋白类激素，妊娠初期，其作用类似黄体生成素，可促进孕妇卵巢黄体的继续存在，以维持妊娠的正常进行。另外，HCG还可能有抑制母体对胎儿及胎盘免疫排斥的作用。人胎盘催乳素(Human placental lactogen，HPL)是一种蛋白类激素，由合体滋养层合成和分泌，一方面作用于母体，促进其乳腺的生长发育，另一方面作用于胎儿，促进胎儿的代谢和生长发育。人胎盘孕激素(Human placental progesterone，HPP)和人胎盘雌激素(Human placental estrogen，HPE)是由合体滋养层合成和分泌的两种类固醇激素，于妊娠第四个月开始分泌，以后逐渐增多并逐渐代替了母体卵巢孕激素和雌激素的功能。

2正常胎盘超微结构

绒毛各层结构清晰，合体滋养层细胞位于绒毛浅层，具有多核，核的异染色质粗大，胞质内有较发达的滑面内质网，并有较多的游离核糖体和粗面内质网，线粒体小而少，细胞表面有很多细而长的微绒毛，细胞滋养层细胞位于绒毛深层，胞质内可见核糖体、高尔基复合体、 粗面内质网及较丰富的线粒体等，整个细胞位于基膜上。在与合体滋养层细胞连接处有桥粒连接。绒毛中心的基质内可见丰富的毛细血管。

3妊娠期高血压胎盘超微结构

妊娠期高血压疾病是妊娠期特有的疾病，以妊娠20周后高血压、蛋白尿、水肿为特征并伴全身多脏器的损害，发病率我国为 9.4%～10.4%，国外报道为 7%～12%，严重影响母婴健康，是孕产妇和围产儿病率及死亡率的主要原因之一，对妊娠期高血压疾病的病因及发病机制的研究一直是妇产科领域的重要研究课题。正常足月胎盘中约88%的合体滋养细胞表面有发育良好的微绒毛覆盖，微绒毛的形态和数量都与细胞代谢活动强度有着相应的关系。王素梅等研究观察到子痫前期时胎盘绒毛组织发生了一系列病理学改变，其胎盘绒毛合体细胞结节增多、细胞滋养细胞增生、绒毛基底膜增厚和纤维素样坏死的发生率显著高于正常组，而具有血管合体细胞膜的绒毛明显低于正常组。正常妊娠时随着妊娠进展，游离绒毛表面积逐渐增大，血管合体细胞膜明显增多，为母-儿间气血交换提供了形态学基础，以满足胎儿生长发育的需要。研究还发现，轻度子痫前期时胎盘超微结构与正常者无明显差别，仅内质网有轻度扩张及线粒体丰富、嵴规则，是细胞活跃的表现，说明此时病情较轻，尚可维持胎盘绒毛的正常功能，其超微结构不发生器质性变化，当病情发展到重度子痫前期时微绒毛短小、凌乱、稀少、顶端呈球状膨大，部分微绒毛脱落，并伴有线粒体肿胀、粗面内质网扩张、基底膜弯曲、增厚、细胞滋养细胞增生、合体细胞结节形成增多，同时这些病理变化而导致血管合体细胞膜明显减少，使胎盘不能维持正常的功能，导致胎儿缺血缺氧，这与国内外有关报道相符[4,5]。此外，胎盘绒毛纤维素样坏死可能与子痫前期的免疫机制有关。同时病变的严重程度与病程长短及病情严重程度有密切关系，病情越重，病程越长，细胞损伤程度越重[6,7]。以上这些变化将影响胎盘蛋白质的合成，造成胎儿营养物质吸收与运输障碍，进而影响其生长发育，这些研究说明胎盘绒毛病理结构的变化可能是重度子痫前期的发病机制之一。

4妊娠期糖尿病胎盘超微结构

妊娠期糖尿病(Gestational diabetes mellitus，GDM)是指妊娠后才发生的或发现的糖尿病，以血糖升高为特征。GDM是一种严重危害母儿健康的妊娠合并症。糖尿病可以导致广泛的血管病变，使小血管内皮细胞增生及管腔变窄，血压升高，增加患妊娠期高血压疾病的机会，由于葡萄糖的异常代谢，引起血液、尿液中的葡萄糖含量增加，易发生上行性泌尿系感染。血糖升高时，高血糖持续经胎盘进入胎儿体内，刺激胎儿迅速生长，巨大儿发生率高，巨大儿使剖宫产的几率增加。高血糖刺激胎儿的胰岛β细胞增生、肥大，胰岛素分泌增多，导致高胰岛素血症，新生儿出生后，来自母亲的糖元中断，若不及时补充糖，可致新生儿低血糖，低血糖对新生儿脑细胞可造成不可逆的损伤；高胰岛素及高血糖使胎儿代谢率增加，刺激胎儿骨髓外造血而引起新生儿红细胞增多症；出生后大量红细胞破坏导致高胆红素血症；高胰岛素血症拮抗糖皮质激素促进胎儿2型细胞表面活性物质合成和释放，使胎儿肺成熟延迟，增加胎儿窘迫和新生儿窒息的危险，严重者发生缺氧缺血性脑病。血糖升高使孕妇容易发生妊高征、剖宫产率升高、胎儿窘迫、早产、巨大儿、新生儿窒息、新生儿低血糖等多种并发症[8]，同时增加GDM孕妇将来患2型糖尿病的几率。研究表明，与正常妊娠组相比，GDM组胎盘合体滋养细胞微绒毛的超微结构出现较明显的改变。在合体滋养层，游离面的微绒毛短小、稀疏，并伴有线粒体肿胀，粗面内质网扩张，基底膜弯曲、增厚，上述形态改变也不同程度地出现于其它病理性妊娠的胎盘。这说明，GDM引起的胎盘形态改变并无特异性。在缺氧情况下，细胞表面微绒毛可丧失，代之以水泡形成，随缺氧继续，细胞表面变得光滑，甚至出现细胞膜破裂及细胞器溶解。研究发现GDM患者胎盘超微结构变化显著，上述超微结构变化与缺氧时胎盘变化相一致，反映了GDM时缺氧的存在。线粒体是细胞主要的能源供应站，受损的线粒体将减少甚至不能合成细胞维持正常功能所需的ATP，由此引起的质膜离子泵功能障碍，将导致细胞外液流入胞质内并引起细胞水肿或坏死，因此线粒体肿胀是细胞衰老和缺氧最常见的病理改变。研究观察到GDM组线粒体形态的改变，证明胎盘由于缺氧、老化而影响细胞能量合成。而粗面内质网扩张、变性等结构特点改变表明细胞损伤程度严重。以上这些变化将影响胎盘蛋白质的合成，造成胎儿营养物质吸收与运输障碍，进而影响其生长发育。这些发现说明GDM时胎儿缺氧明显，所以孕期应增加氧的供给，注意休息，左侧卧位增加胎盘血供，在胎儿成熟后应尽早终止妊娠，以防止严重缺氧的发生。

5妊娠期肝内胆汁淤积症胎盘超微结构

妊娠期肝内胆汁淤积症(Intrahepatic cholestasis of pregnancy，ICP)是妊娠期特有的并发症，病因不明，对母婴均具有危害性，对胎儿影响更大，是胎儿生长受限(Fetal growth restriction，FGR)等不良妊娠结局的相关危险因素[9,10]。胎盘是妊娠期间功能独特的器官，通过分泌细胞因子、生长因子等物质发挥多种功能，有利于胚胎及胎儿的生长发育。ICP是妊娠中晚期出现的妊娠并发症，以胆汁淤积为特征。胆汁酸是一种去垢剂，有浓度及时间依赖性细胞毒作用，可导致具有膜脂类双层结构的细胞膜流动性降低、硬度增加。近年研究表明[11,12]，疏水性胆酸对体外培养的肝细胞、肠粘膜上皮细胞等均有浓度和时间依赖性细胞毒作用，可促进乳酸脱氢酶(Lactic dehydrogenase，LDH)释放、IL-8合成、细胞凋亡和细胞坏死。ICP时由于肝细胞对胆汁酸的摄入、转运和排泄障碍，孕妇血清中初级胆汁酸增加，使胎儿胆汁酸通过滋养层细胞向母体的转运受阻，而母体血中高浓度胆汁酸可以通过胎盘进入胎儿体内，胎儿血液和羊水中胆汁酸浓度升高。近年来的动物实验研究[13]进一步证明了胆汁酸的毒性作用，认为 ICP时胎鼠猝死是因为胎鼠心肌细胞功能受胆酸影响，与高浓度牛磺胆酸盐的毒性作用相关，且与浓度呈剂量相关性。肖建平等电镜观察ICP胎盘绒毛超微结构发现，胎盘合体滋养细胞表面微绒毛排列紊乱、数目减少、断裂或囊泡样变性、粗面内质网扩张、线粒体肿胀或空化、嵴断裂、核不规则、染色质异常分布。间质内毛细血管内皮细胞增生。在合并FGR时上述病理改变更明显，合体滋养细胞微绒毛可缺失，绒毛间质毛细血管明显减少，并出现大量胶原纤维。可能与高浓度胆汁酸长期刺激致间质内毛细血管内皮细胞破坏、成纤维细胞产生纤维性修复有关。

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Review of placental ultrastructure

Sun Xiao-yan

(Woman & Children’s Center Hospital of Chengdu, Sichuan Chengdu 610091)

作者简介：孙晓燕，女，住院医师，主要从事妇产科临床诊疗，Email：187153723@qq.com。

(收稿日期：2016-5-14)